近日，自然資源部發(fā)布《礦產(chǎn)資源節(jié)約與綜合利用先進(jìn)適用技術(shù)目錄（2025年版）》，河南永煤集團(tuán)陳四樓煤礦自主申報(bào)的薄層灰?guī)r水害地面區(qū)域治理效果評價技術(shù)體系成功入選。
這標(biāo)志著該礦在深部煤層開采底板水害防治與效果評價領(lǐng)域取得關(guān)鍵性技術(shù)突破，為同類礦井提供了可復(fù)制、可推廣的方案。
老問題呼喚新方法
隨著淺部煤炭資源逐漸枯竭，煤礦開采不斷向地層深處挺進(jìn)。如今，陳四樓煤礦深部開采面臨著來自煤層底板之下薄層灰?guī)r中高壓巖溶水的威脅。
“這就好比在頭頂‘懸湖’下采煤。傳統(tǒng)井下局部注漿加固的方式猶如打補(bǔ)丁，范圍有限，效果難以評估，已無法滿足深部大規(guī)模安全高效開采的需求。”該礦常務(wù)副礦長、總工程師趙偉解釋道。
為適應(yīng)深部開采趨勢，行業(yè)內(nèi)開始采用地面區(qū)域治理新思路，即從地面施工定向長鉆孔，直接對煤層底板的灰?guī)r含水層進(jìn)行精準(zhǔn)注漿改造，變被動防御為主動治理。然而，一個新的難題隨之浮現(xiàn)：如何科學(xué)、全面地評估這片經(jīng)過改造的地下區(qū)域安全情況？
“過去評價方法比較單一，好比醫(yī)生只看一項(xiàng)指標(biāo)就判斷病人是否康復(fù)，顯然不夠準(zhǔn)確。這直接影響了后續(xù)開采方案制定的科學(xué)性和技術(shù)本身的推廣范圍?！壁w偉補(bǔ)充道。
來一次全面精準(zhǔn)的“體檢”
面對技術(shù)痛點(diǎn)，該礦技術(shù)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過潛心攻關(guān)，成功建立起一套以鉆到位、注得實(shí)、隔得住為核心的薄層灰?guī)r水害地面區(qū)域治理效果評價技術(shù)體系。
“這套技術(shù)體系的精髓，在于它像一次全面且精準(zhǔn)的‘體檢’。”該礦地測科科長冉德立介紹，“我們首先將整個治理區(qū)域劃分成若干個網(wǎng)格，然后綜合考量斷層發(fā)育情況、鉆孔鉆遇裂隙情況（漏失量）、地層初始吸水率等6個關(guān)鍵指標(biāo)?！?/span>
這6個指標(biāo)分別對應(yīng)著鉆探施工質(zhì)量、注漿施工質(zhì)量和底板隔水性能3個核心維度。該礦創(chuàng)新運(yùn)用網(wǎng)格化管理和相關(guān)數(shù)學(xué)理論，將這些定性與定量指標(biāo)進(jìn)行融合分析，最終為每個網(wǎng)格區(qū)域生成一個0到1之間的綜合評分。
“我們將0.8設(shè)定為安全線。評分高于0.8的區(qū)域認(rèn)定為安全區(qū)，評分低于0.8的則標(biāo)記為薄弱區(qū)，需要重點(diǎn)進(jìn)行井下驗(yàn)證和補(bǔ)充治理?！比降铝⒄f，“這就讓治理效果從‘大概、可能’變成了清晰量化的數(shù)據(jù)，指導(dǎo)性非常強(qiáng)?！?/span>
創(chuàng)新技術(shù)解決實(shí)際難題
薄層灰?guī)r水害地面區(qū)域治理效果評價技術(shù)體系包含了多項(xiàng)關(guān)鍵創(chuàng)新。首先，該技術(shù)體系是行業(yè)內(nèi)首個針對薄層灰?guī)r水害地面治理效果的分區(qū)域量化評價體系，實(shí)現(xiàn)了從單因素、定性判斷到多因素、定量評價的跨越。其次，該技術(shù)體系提出了長距離水平井分段壓水試驗(yàn)吸水率的修正方法，解決了超長鉆孔測試數(shù)據(jù)失準(zhǔn)的行業(yè)難題，使注漿效果評價更加精確。最后，該技術(shù)體系通過科學(xué)綜合評價方法，能夠智能識別出治理區(qū)域內(nèi)潛在的、局部的薄弱點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了靶向查驗(yàn)。
該技術(shù)體系的成功應(yīng)用，帶來了立竿見影的安全效益與經(jīng)濟(jì)效益。陳四樓煤礦探防隊(duì)隊(duì)長沈冰感觸最深：“現(xiàn)在，我們下井心里更有底了。借助這套評價體系，我們能提前精準(zhǔn)鎖定可能出水的位置，讓驗(yàn)證和補(bǔ)充治理工作變得高效、有的放矢。自應(yīng)用以來，相關(guān)工作面均實(shí)現(xiàn)了安全回采，徹底杜絕了底板突水事故。”
截至目前，薄層灰?guī)r水害地面區(qū)域治理效果評價技術(shù)體系已成功應(yīng)用于該礦及周邊礦井的13個工作面，累計(jì)安全回采煤炭340萬噸，新增銷售額近80億元。在經(jīng)濟(jì)效益上，噸煤防治水成本降低了44.2元，礦井近3年排水量銳減近60%，年節(jié)省排水費(fèi)用約500萬元。同時，該技術(shù)體系已獲得4項(xiàng)國家發(fā)明專利授權(quán)。
來源：中國煤炭報(bào)
